ZnO基异质结构的制备及其光电特性

利用水热法以及脉冲激光沉积(PLD)技术分别在Si(100)和GaAs(100)衬底上制备了沿c轴高度取向的ZnO纳米棒,并对ZnO/p-Si以及ZnO/p-GaAs异质结的发光特性和电学特性进行了测量.通过对比两种衬底上生长的ZnO纳米结构的表面形貌和结晶质量,发现:生长在GaAs(100)衬底上的ZnO纳米棒排列整齐,结构致密,沿c轴择优生长取向较好.ZnO/p-GaAs异质结的光致发光光谱由三个主要的发光峰组成,分别是:380 nm附近的紫外发光峰、450~700 nm的黄绿光发光带以及850 nm左右的GaAs本征发光峰.通过计算得到该光致发光谱的色度坐标,与标准白光的CIE色度坐标(0.333,0.333)接近,这为进一步实现ZnO基固体白光LED发光器件提供了依据.     

ZnO纳米结构/p-GaAs的制备及其发光特性研究

利用脉冲激光沉积(PLD)技术及水热法分别在p-GaAs外延片上生长了ZnO薄膜和纳米棒.XRD及SEM测试结果表明,在GaAs衬底上生长的纤锌矿ZnO薄膜沿c轴方向生长,而ZnO纳米棒表现出多晶结构.室温下ZnO薄膜/p-GaAs的光致发光谱由一个近紫外发光峰(380nm)、一条中心波长位于550nm的可见发光带以及一个近红外发光峰(910nm)组成,分别对应于ZnO的近带边发射、与ZnO缺陷相关的深能级发射以及p-GaAs中Be受主能级相关的辐射复合.由于ZnO纳米棒膜层较厚且取向性差,ZnO纳米棒/pGaAs的光致发光谱中没有观察到明显的GaAs发光峰.     

低温生长纳米ZnO薄膜的结构

采用气体放电活化反应蒸发技术(GDARE),以玻璃为衬底,在较低的温度下沉积纳米ZnO薄膜,用二次蒸镀法克服薄膜生长饱和问题、有效增加膜厚及改善薄膜质量。讨论了GDARE法低温下沉积纳米ZnO薄膜的生长过程及成膜机理。由原子力显微镜(AFM)和X-射线衍射谱(XRD)分析薄膜表面形貌和晶体结构,研究结果表明,二次蒸镀法沉积的双层纳米ZnO薄膜具有更好的结晶质量及长期稳定性,薄膜沿c轴高度取向生长,内应力较小,晶粒尺寸均匀,平均粒径约35nm,表面粗糙度降低。     

脉冲激光沉积法制备ZnO薄膜中衬底温度对ZnO薄膜结构的影响

采用溶胶--凝胶法制备高纯的靶材,利用PLD法生长薄膜,成功地在Si衬底上生长了高质量的ZnO薄膜,系统的研究了衬底温度对薄膜生长的影响.采用XRD对薄膜结构进行分析.XRD测试表明,大部分薄膜都具有高度的C轴择优生长取向性,只有衬底温度过高薄膜结构才发生改变.     

脉冲激光沉积法制备Zn0薄膜中衬底温度对Zn0薄膜结构的影响

采用溶胶——凝胶法制备高纯的靶材,利用PLD法生长薄膜,成功地在Si衬底上生长了高质量的ZnO薄膜,系统的研究了衬底温度对薄膜生长的影响。采用XRD对薄膜结构进行分析。XRD测试表明,大部分薄膜都具有高度的C轴择优生长取向性,只有衬底温度过高薄膜结构才发生改变。     

准二维电沉积纳米异质结构沉积电势的分析

通过电沉积的方法制备具有金属和半导体特性的微米到纳米量级的有序结构,是当今纳米研究领域的热点之一。由于生长前沿沉积电势的分布直接影响着纳米异质结构的形貌,所以推导生长前沿沉积电势分布的情况就尤为重要。本文利用数学手段推导了准二维电沉积纳米异质结构沉积电势的分布的解析表达式,合理地解释了准二维纳米结构生长的形貌,为以后的理论分析奠定了基础。     

ZnO/PVP纳米复合膜的制备及其性质

采用高分子网络原位合成法制备了ZnO/PVP纳米复合膜,并且通过多种测试手段对ZnO/PVP纳米复合膜的结构、光学性质等进行了分析。实验结果表明,通过XRD,TEM的测试结果可知,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为模板,原位合成ZnO纳米粒子,具有六角纤锌矿结构;分散性好,粒径分布窄等特点;通过红外吸收谱可知,PVP的基本结构没有被破坏,ZnO与PVP之间存在强的相互作用;从光致发光谱中可以看出由于PVP的引入,使得ZnO纳米粒子可见区发光减弱,紫外发射增强,表明经由PVP钝化ZnO纳米粒子表面,能够有效的改善ZnO纳米粒子的光学性质。     

大批量生产单分散碳纳米棒(英文)

碳纳米棒在光电器件和显微探针方面有重要应用前景。本文采用化学气相沉积法制备了碳纳米棒。用TEM ,XRD 和拉曼光谱对产物进行检测,发现所制备的碳纳米棒是缺陷很少的石墨结构,直径 50nm 左右,长度在200-800nm 。用该方法可以大批量生产单分散的碳纳米棒,有望应用于工业生产。同时对碳纳米棒的形成机理进行了探讨。     

Zn纳米粒子/ZnO纳米棒的光催化降解特性

利用滚压振动磨在干法室温的条件下制得最大粒径为50～80 nm、最小粒径为3～5 nm的Zn纳米颗粒,并在一定的条件下使其与水蒸气反应,得到Zn和棒状ZnO的混合物.水解温度为260 ℃、反应2 h得到Zn含量为97.91%混合物,其分散性能好、比表面积大,光催化降解曙红B的效果最佳,在距离为6 cm的30 W紫外灯照射下,25 min就已降解95%,1 h后几乎完全降解,其光催化效果和ZnO纳米片相当,明显优于纯的ZnO纳米棒.这种优异降解特性归功于水解过程中生成的独特的ZnO棒状纳米结构及金属Zn的存在.     

氧化锌薄膜的生长条件对其结晶及光学特性的影响

采用射频磁控溅射方法在硅（100）衬底上制备了ZnO薄膜,运用X射线衍射仪（XRD）分析了不同的生长条件和退火处理对ZnO薄膜结晶特性的影响．应用谢乐公式讨论了不同制备条件下晶粒直径．采用金相显微镜观察样品抛光后的横截面形貌来进一步验证XRD的分析结果．研究结果表明在溅射功率为120w．衬底温度为500C时可制备沿C轴取向生长且品质较好的ZnO薄膜．退火后,应用X射线衍射仪分析可知．晶粒直径可增至20nm左右,但晶面取向有所变化．由布拉格方程讨论了退火处理对样品晶面间距的影响．以此分析了可能的薄膜应力类型的变化．经金像显微镜可观察到氧化锌的柱状生长．应用日本岛津RF-5301PC型紫外-可见分光光度计测试ZnO薄膜的光致发光谱（PL）测的激发波长为363nm和463nm